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水性涂料超分散剂的合成以及优化文献综述

 2021-12-15 09:12  

文献综述

超分散剂是一种全新的分散剂,其结构和分散机理完全不同于传统分散剂。传统有机分散剂通常是一类特殊的表面活性剂,而超分散剂是由锚固基团和溶剂化链段构成。与传统分散剂相比,超分散剂有以下优点:(1) 超分散剂结构中的锚固基团代替了传统分散剂表面修饰剂上的亲水基团,吸附在被分散固体颗粒的表面,这种吸附作用不可逆,很难从颗粒表面解吸附;(2) 超分散剂分子中的溶剂化链段代替了传统分散剂上的亲油基团,且链段长度可调节,其空间位阻效应使体系处于稳定状态; (3)超分散剂作用于固体颗粒,可以形成极弱的、容易移动的胶束,能够迅速向颗粒表面移动,从而起到润湿保护的作用;(4)超分散剂分散固体颗粒形成的稳定体系受体系的温度、离子种类以及pH的影响不大,有效减少了固体颗粒的聚集沉降和絮凝,贮存时间延长,降低了贮存能耗,体系稳定性较好。

20世纪90年代超分散剂进入工业化,但产品多用于非水性体系。随着近年水性技术的高速发展,水性超分散剂的研究变得十分重要。在水性涂料行业,如何获得美观且性能优异的消光涂层一直是困扰行业的一个技术难点。

分散剂(dispersing agent)是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界而活性剂,可均一分散那些难于溶解于液体的无机,有机颜料的固体颗粒,同时也能防比固体颗粒的沉降和凝聚,形成安定悬浮液所需的药剂。使用润湿分散剂减少完成分散过程所需要的时间和能量,稳定所分散的颜料分散体,改性颜料粒子表而性质,调整颜料粒子的运动性。

现代助剂尤其是高分子分散剂, 同时兼具润湿和分散作用,因此,人们常称其为润湿分散剂。 润湿与分散是涂料制备的重要工艺过程。 分散剂一般分为无机分散剂和有机分散剂两大类。 常用的无机分散剂有硅酸盐类(例如水玻璃)和碱金属磷酸盐类(例如三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠等)。

乳胶漆用分散剂分为四大类:磷酸盐类分散剂、多元酸均聚物分散剂、多元酸共聚物分散剂和其他类分散剂。磷酸盐类分散剂中用得最多的是聚磷酸盐, 如六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、三聚磷酸钾(KTPP)和焦磷酸四钾(TKPP)。 其作用的机理是通过氢键和化学吸附,起静电斥力稳定作用。 其优点是用量低,约 0.1%左右,对无机颜料和填料分散效果好。但也存在不足之处:一是随着 PH 值和温度的升高,多聚磷酸盐容易水解,造成长期贮存稳定性不良;二是多聚磷酸盐在乙二醇、丙二醇等二醇类溶剂中不完全溶解,会影响有光乳胶漆的光泽。 据报道,磷酸酯分散剂是单酯、双酯、残余醇和磷酸组成的混合物。磷酸酯分散剂能稳定颜料分散体,包括活性颜料,如氧化锌。 在有光涂料配方中,能提高光泽和擦净性。

不同于其他湿润分散剂,加入磷酸酯分散剂不影响涂料的 KU 和 ICI粘度。多元酸均聚物分散剂是甲基丙烯酸均聚物。多元酸共聚物分散剂是二异丁烯和马来酸的共聚物。这两类分散剂的特点是, 在颜料和填料表面产生较强的吸附或锚固作用, 具有较长的分子链以形成空间位阻,链端具有水溶性,有的还辅以静电斥力,达到稳定的结果。要使分散剂具良好的分散性,要严格控制分子量。 分子量太小,空间位阻不足;分子量太大,会产生絮凝作用。 对于聚丙烯酸盐类分散剂,聚合度为 12~18 能达到最佳的分散效果。 氨基吸附在无机粒子表面,羟基伸向水中,通过空间位阻起稳定作用。 由于其分子小,空间位阻作用有限。 AMP-95主要是 PH 调节剂。由于涂料品种的多样性, 所使用的相关分散助剂也是品种繁多。

试图将润湿分散剂从化学上加以分类是困难的。 原因是不同品牌的产品,其组成、结构差别非常大。 从实际应用需要,运用物理化学原理

和方法,对其进行大致分类则是可能和有意义的。 市场上众多供应商提供了各具特色的品牌助剂, 令人眼花缭乱。

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